Способ получения производных цефалоспорина с

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ нн 4998)2

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 07.03.73 (21) 1892343/23-4 (51) М. Кл С 07D 501, 04 (23) Приоритет — (32) 09.03.72 (31) 11006/72 (33) Великобритания

Опубликовано 15.01,76. Бюллетень № 2

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзабретеннй н открытий (53) УДК 547.789.6.07 (088.8) Дата опубликования описания 10.06.76 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Карло Буитар, Джузеппе Маскеллани и Гвидо Гвера (Италия) (71) Заявитель

Иностранная фирма

«Альфа фармасьютики С.п.А (Италия) B fl g.@ (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОИЗВО

ЦЕФАЛОСПОРИНА С

Изобретение относится к способу получения новых производных цефалоспорина С, обладающих ценными фармакологическими свойствами.

Предлагаемый способ основан на реакции получения амидов кислот путем воздействия производных кислот, например хлорангидридов, на соответствующий амин.

Применив известную реакцию к цефалоспорину С и дикетену или хлорангидридам алифатических карбоновых кислот, содержащим

9 — 11 атомов углерода, получают новые производные цефалоспорина С, обладающие высокой физиологической активностью.

В соответствии с изобретением описывается способ получения производных цефалоспорина С общей формулы 1 в которой А представляет собой группу

СНаСОСН2СΠ— или R — СΠ—, где R означает алифатическую углеводородную группу, имеющую 9 — 11 атомов углерода, или их солей или сложных эфиров, заключающийся в том, что ферментационную среду, содержащую цефалоспорин С, обрабатывают дикетеном или хлорангидридом формулы II

R — СΠ— Cl, где R имеет указанное значение, и полученный продукт реакции извлекают из среды и/или, если требуется, превращают в

1О соль или эфир с последующим солеобразованием или продукт реакции подвергают этерификации, после чего выделяют известными приемами.

В формуле 1 А преимущественно представляет собой ацетоацетил-, капринил-, лауринилили ундецинилгруппу.

При ферментации видов Cephalosporium для получения цефалоспорина С обычно образуется также небольшое количество цефалоспорина N. Это соединение не стойко против кислот. Поэтому, когда применяются соединения изобретения для извлечения цефалоспорина С из ферментационной среды, то цефалоспорин

N, присутствующий в среде, может быть разрушен подкислением перед взаимодействием цефалоспорина С с дикетеном или хлорангидридом. Это удобно осуществляется путем подкисления среды до рН около 2 и затем инкубированием 1 — 5 ч. Ферментационная среда

Зо может быть отфильтрована до и после подкис5

1О

35

60 ба

3 ления и инкубирования. Если желательно, ферментационная среда может быть концентрирована любым обычным методом, например, с помощью вакуума или адсорбцией на подходящем адсорбенте с последующим элюированием и очисткой, обработкой таким растворителем, как ацетон, для экстрагирования растворимых в нем загрязнений.

Реакция между цефалоспорином С и дикетеном или хлорангидридом обычно проводится при рН=7 — 9, предпочтительнее при рН=8.

Если применяется подкисленный фильтрат среды, то рН может быть повышено добавлением щелочи, например едкого патра или кали. Раствор цефалоспорина С может быть смешан с 15 — 100% объема смешивающегося с водой инертного органического растворителя, например ацетона, тетрагидрофурана, диметилформамида или диметилацетамида. Дикетен или хлорангидрид формулы II постепенно добавляют к перемешиваемому раствору в количестве не менее 1,5 моля, предпочтительнее

2 — 15 молей, на 1 моль цефалоспорина С. рН раствора поддерживают во время добавления на заданной величине и температуру. водного раствора поддерживают от — 25 до +50 С, предпочтительнее от — 10 до +40 С. Обычно реакция заканчивается в 1 ч. Целевые соединения, образованные реакцией дикетена или хлорангидрида со свободной аминогруппой цефалоспорина С, могут быть извлечены из водного раствора путем экстракции несмешивающимся с водой органическим растворителем при кислотном значении рН. Обычно реакционный раствор экстрагируют половинным от

его объема количеством несмешивающегося с водой растворителя, например метилнзобутилкетона, бутил или бутанолацетата, и снижают рН до 1 — 3. Смесь перемешивают, органическая фаза, содержащая соединение, собирается. Если во время предыдущей стадии был добавлен смешивающийся с водой растворитель, то предпочтительнее удалять его из реакционного раствора до экстракции при кислотном значении рН путем отгонки под уменьшенным давлением при низкой температуре (например, около 25 С) или путем экстракции несмешивающимся с водой растворителем при нейтральном рН. Предпочтительно применять тот же растворитель, который затем применяется для экстракции в кислых условиях.

Полученный таким образом раствор целевого соединения затем концентрируют до 1/3—

1/5 первоначального объема при температуре, не превышающей 45 С. Концентрат охлаждают до 20 С и желаемый продукт может быть выделен одним из следующих методов (a — в). а) Натриевую соль продукта осаждают добавлением небольшого стехиометрического избытка натрийэтилкапроната, растворенного в метилизобутилкетоне или бутаноле. Смесь охлаждают до 0 — 5 С 3 — 5 ч и твердую натриевую соль соединения формулы 1 отфильтровывают. Соль промывают холодным метилизобутилкетоном и затем лигроином. Продукт сушат при 25 С под уменьшенным давлением, б) Соль осаждают добавлением органического основания, например хинолина, циклогексиламина, 5-этил-2-метнлпиридина, 2-пиколина, З-пиколина, 4-николина, N-этилформалина, N-метилформаморфолина, 2,6-лутидина, N,Nдиэтилциклогексиламина, гексаметилентетрамина, N,N-диэтилбензиламина или N,N-дибензилэтилендиамина, и) Соединение формулы 1 снова экстрагируют водой при слабо щелочной рН и водный раствор концентрируют под уменьшенным давлением до начала кристаллизации. Кристаллизацию можно облегчить добавлением к раствору 1 — 2 объемов смешивающегося с водой спирта или ацетона. Кристаллическую соль отфильтровывают, промывают холодным ацетоном и сушат при 25 С под уменьшенным давлением.

С помощью обычных методов из свободной кислоты могут быть получены соли или сложные эфиры формулы I, особенно ценны силиловые диэфиры, которые используются для получения 7-аминоцефалоспориновой кислоты (7-АСА) .

Подходящие силиловые диэфиры могут быть получены путем реакции в безводных условиях соединения формулы I или его соли по крайней мере с двумя эквивалентами алкилсилазана или полисилазана или силилового соединения формулы II I в которой R — алкильная группа, имеющая

1 — 6 атомов углерода, или арильная группа, R и R могут быть одинаковыми или различными и каждый представляет атом водорода, атом галоида, алкил или галоидалкильную группу, имеющую 1 — 6 атомов углерода или арильную группу, Y атом галоида или низшая диалкиламиногруппа.

Пример 1. Натрий-N-ацетоацетилцефалоспорин С.

20 л ферментационной среды, содержащей

2860 мкг/мл цефалоспорина С, смешивают с

800 г вспомогательного фильтрующего средства. Добавляют такое количество 30% -ной серной кислоты, которое необходимо для доведения рН до 2,8. Смесь отфильтровывают, твердые вещества промывают 8 л воды и промывные воды присоединяют к фильтрату.

Фильтрат смешивают с равным объемом ацетона и раствором едкого натра, рН доводят до 7,8 — 8,2, а температуру до 5 С и при перемешивании добавляют 63,0 г дикетена, растворенного в 750 мл ацетона. Перемешивают около 1 ч до достижения постоянной рН.

499812

Ацетон экстрагируют при нейтральном рН

20 л хлороформа, водную фазу подкисляют разбавленной соляной кислотой (1: 1) до

pH=2 и экстрагируют н-бутанолом, Бутанольньтй экстракт котщентрируют под уменьшенным давлением до получения вязкого остатка. Этот остаток обрабатывают натрий-2-этилгексаноатом в и-бутаноле до рН=4,8. Осевший продукт собирают, промывают н-бутанолом и затем лигроином и вьтсх- 1 шивают под уменьшенным давлением при 40 С и получают 47 г натриевой соли 1хт-ацетоацетилцефалоспорина С. Продукт имеет чистоту, достаточную для получения 7-АСА.

Для аналитических целей очищают 1 г продукта путем повторной промывки абсолютным этанолом. Очищенный продукт имеет следующие свойства:

УФ -поглощение: 7 = 259 им, . 1 1п ——

=230 нм.

Rr=0.80 (силикягель, забуферепный до

pH=5,8; растворитель метанол †изопропанол — фосфатный буфер 125: 25: 6,5) .

ИК (КВг): полосы при 1760 см — ($-лактам), 1720 см- (ацетил).

Образец микробиологически активен по отношенито к чувствительному к цефалоспорину С штамму А. faecalis.

Пример 2. Натрий М-ацетоацетилцефалоспорин С.

500 мг аутентичного образца натрийцефалоспорина С растворяют в 25 мл воды и раствор разбавляют 15 мл ацетона и к нему добавляют 146 мг дикетена в 10 мл ацетона при 0 С и перемешивают 1 ч. Смесь экстрягир >лот двумя порциями по 50 мл эфиоа и водную тт>азхт высушивают при температуре ниже 0 С. Полученные 543 мг продукта обладают теми >ке свойствами, что и продукт примера 1.

П р имер 3. Получение 7-АСА из натрий-Nацетоацетилцет1>алоспорина С.

6,3 г натрий-N-ацетоацетилцефалоспорина С, полученного в примере 1, и 8 мл хинолина в

72 мл безволного хлороформа подвергают взаимолействито с 5,4 мл диметилдихлорсилана при комнатной температуре 45 мин с перемешиванием, Зятем смесь охлаждают до — 22 Си,добавляют 4,5 г пятихлористого фосфора в течение

2 ч. Затем смесь охлаждают до — 32 C и по каплям добавляют 25 мл пропанола, при этом температура поднимается до — 22 С и поддерживается тта этом т>овне 2 ч, Затем смесь охлажлают до — 32 С и по каплям добавляют

25 мл пропанола, Температура поднимается до — 22 С и поддерживается на этом уровне 2 ч, пои перемешивании добавляют 25 мл воды.

Водную фазу отделяют и органический слой экстрагируют 20 мл волы. Объединенные водHbIe растворы ппомьтвают равным объемом хлороформа и рН доводят аммиаком до 3,5.

Водный раствор выдерживают 1 ч при 0 С для выкристаллизовывания продукта, который отделяют фильтрованием, промывают 20 мл

50О/о-ного метанола и высушивают при 45 С под меньшенным давлением. Получают 2,24 r

7-АСА, имеющей чистоту 91О/о (по спектрофотометрическому определению) .

Пример 4. Натрий-У,-ацстоацетплцефало5 спорип С.

1200 мл ферментацтт" .. ой среды, имеющей активность, соответствующую 25,08 г цефалоспорина С (по микробиологическому испытанию), разбавляют 300 мл ацетона и рН довоО дят до 7,8 — 8,0 елким натром. В течение 1,5 ч при поддержании температуры 5 С добавляют при перемешивании 32 мл свежеперегнанного дикетена в 80 мл безводного ацетона. Перемешивание продолжают еще 30 мин. Во время

15 всей операции рН поддерживают 7,8 — 8,0 добавлением едкого патра.

Затем рН снижают до 6, ацетон испаряют под уменьшенным давлением H остаток экстрагттруют 400 мл метттлттзоб .тттлкетона. ВодIlhIE) раствор полкисляют до рН=2 при охлаждептти и экстрагируют 1200 лтл и-бутаноля несколькимп порцттямтт. Объединенные бутанольпые экстракты ппомыватот ледяной водой, выс .шиватот пял Nа.50, и концентрпо тот до

500 мл под ттеньшеттньтхт давлением. Концентриоовапный экстракт обрабатывают 1 и. натрий-2-этилкапронатом в мети,чизобутилкетоне чо достижения рН=5. Образовавшийся после стояттия объемистый осадок собирают и высушивают при 40 С пол уменьшенным давлением, получают 23,73 г нятрийацетоацетилцефалоспорина С с чистотой 70 Д.

Пример 5. Получение 7-АСЛ из натрийХ-ацетоацетилиефа;тоспорина С, 4 г натрий-N-апетояцетилттефалоспориня С, полс.четтттого в примере 4, суспендируют в

25 мл хлористого метиленя. К суспензии при охлаждении постепенно добавляют 1,5 мл

N,N-чиметилаттилина, 1,8 мл триэтиламина и

4О 3,1 мл диметилдихлорсилана и смесь поддерживают при 28 — 30 С при перемешивании.

Затем реакционную смесь охлаждают до — 60 С, после чего добавляют раствор 6 г пятихлористого фосфора в 50 мл хлористого метилена и затем 5,5 мл N,N-диметиланилина и температуру — 40 С поддерживают 2 ч. При почдер>канин этой температуры в течение

15 мин чобавляют 30 мл безводного метанола, содержащего 1.25 мл N,N-лиметиланилина и смесь поддерживают при — 40 С еще 2 ч.

Затем при перемешивании добавляют 30 мл теплой воды. Водную фазу отделяют и рН доводят аммиаком до 3,8.

Получившуюся суспензию оставлятот на 2 ч

55 для Охлаждения и кристаллизац и пролутта.

Продукт отфильтровывают и промывают сначала водой, затем ацетоном и высушивают пртт 40 С под уменьшенным давлением. Получают 0,8 г 7-АСА, имеющей чистоту 92,3О/о (по спектрофотометрическому определению) .

Пример 6. Получение 7-ACA из натрийХ-ацетоацетилцефалоспорина С.

4 r натрий N-ацетоацетилцефалоспорина С, полученного в примере 1, превращают в

7-ACA по методу примера 5. Полученная

499812 цефало45

R — C0 — Cl, 7

7-АСА имеет чистоту 92,4% (по спектрофотометрическому оп ределе нино) .

Пример 7. N-Лауринилцефалоспорин С.

К 300 мл концентрированного под вакуумом фильтрата ферментационпой среды, имеющего микробиологическую активность, соответствующую 5,12 г цефалоспорина С, добавляют

300 мл ацетона и едким натром рН доводят до 7,7. Затем добавляют при перемешивании в течение 3 ч раствор 24 r хлористого лауринила в 50 мл ацетона при температуре 30 С и поддерживают рН=7,7 с помощью едкого натра. Смесь реагирует еще 1 ч при рН=7, затем ацетон испаряют под уменьшенным давлением и избыток лауриновой кислоты отфильтровывают.

К фильтрату дооавля!от 100 мл бензола и водную фазу подкисляют до рН=2,0 5 í. ñîляной кислотой. Бензольный слой отделяют и выдерживают в течение ночп прн 7 С. Образовавшийся осадок отфильтровывают, высушивают под уменьшенным давлением и получают 5,3 r N-лауринилцефалоспорина С, имеющего чистоту 97,5% (потенциометрически) .

Выход 80 %.

Продукт подвергают хроматографированию в тонком слое (силикагель cGF 254» с фосфатным буфером при рН=5,8; растворитель метанол — изопропанол — фосфатный буфер

125: 25: 6,5; индикатор йод — NaN; температура 110 С). Он дал белое пятно при Rr=0,70, т. пл. 132 — 134 С.

УФ-спектр: Х„а„.с — — 260 нм, Х,„;,п=233 нм.

Е „" = 110 в 0,1 í. NaHCO при 250 нм.

ИК-спектр: 3270, 2920, 2850, 1755, 1725,1645, 1530, 1380, 1235, 1032 см- .

П р имер 8. Получение 7-ACA из N-лауринилцефалоспорина С.

3,6 г N-лауринилцефалоспорипа С, полученного в примере 7, суспендируют в 25 мл хлористого метилена и добавляют 2,55 мл триэтиламина и 1,92 мл N,N-диметиланилина.

Смесь охлаждают до 5 С, медленно добавляют

2,85 мл диметилдихлорсилана и реакционную смесь перемешивают 2 ч при 28 С. Затем охлаждают до — 60 С и добавляют раствор 3,75 г пятихлористого фосфора в 30 мл хлористого метилена и потом 3 мл N,N-диметиланилина.

Смесь перемешивают 2 ч при — 40 С, температуру опять снижают до — 60 С, медленно добавляют 0,4 г N,N-диметиланилина и смесь перемешивают опять 2 ч при — 40 С.

Затем к реакционной смеси добавляют по

20 мл теплой воды, водную фазу отделяют и органический слой экстрагируют 10 мл воды.

Водные экстракты объединяют, рН доводят до

3,7 водным аммиаком и получившийся раствор оставляют на ночь при охлаждении. Образовавшийся осадок отфильтровывают, промывают водой и ацетоном, высушива!от под умеш;шенным давлением и получают 1,20 г 7-АСА с чнлсг... . ",!.2" :;,УФ-с:..ектроскопия). Выход

67 0/

Пример 9. Мононатриевая соль N-лаури ннлцефалоспорина С.

2600 мл отфильтрованной ферментационной среды, име!ошей активность цефалоспорина С

2750 мкг/мл, обрабатывают равным объемом ацетона. Образовавшийся осадок отфильтровывают и рН фильтрата доводят до 7,8 едким натром.

Затем к фильтрату добавляют в течение 3 ч при сильном перемешивании 48,2 г хлористого лаурина при 30 С и pH=7,8. Через 0,5 ч рН снижают до 7,0, ацетон испаряют под уменьшенным давлением и лауриновую кислоту удаляют фильтрованием. Раствор подкисляют до рН=6,0 5 н. соляной кислотой и экстрагируют

200 мл бензола для удаления остатка лауриновой кислоты. Затем получившийся раствор подкисля!от до рН=2,0 5 н. соляной кислотой и экстрагируют 300 мл этилацетата четырьмя порциями. Объединенный органический экстракт промывают 100 мл ледяной волы, высушивают над безводным сульфатом натрия и концентрируют до 100 мл при 25 С под уменьшенным давлением. Концентрат обрабатывают

1 н. натрий-2-этилкапронатом в метилизобутилкетоне до рН=5,5 и выдерживают при охлаждении. Образовавшийся осадок отфильтровывают, высушивают под уменьшенным давлением и получают 5,: г мононатриевой соли

N-лауринилцефалоспорина С. Продукт имеет такие же хроматографические и спектрофотометрические характеристики, как продукт примера 7.

П р и мер 10. Получение 7-АСА из мононатриевой соли N-лаурилцефалоспорина С.

1,2 г мононатриевой соли N-лаурилцефалоспорина С, полученной в примере 9, обрабатывают по методике примера 8 и получают 0,27 г

7-АСА, имеющей титр 885% по спектрофотометрическому определению.

Формула изобретения

1. Способ получения производных спорина С формулы 1

СООН

Б !

,Н вЂ” (СН ) 3 — ОΠ— 71Н ! — — .г; „- Р— СО-,Н, NH ! (:. \ъ

Ф, .;! 3 !1 в которой А представляет собой группу

СН СОСН СΠ— или R — СΠ—, где R означает алифатическую углеводородную группу, имеющую 9 — 11 атомов углерода, или их солей или сложных эфиров, отл ич а ю шийся тем, что ферментационную среду, содержащую цефалоспорин С, обрабатывают дикетеном или хлорангидридом формулы где R имеет указанное значение, 4998!2

Составитель В. Пастухова

Техред М. Семенов

Редактор Е. Хорина

Корректор О. Тюрина

Заказ 1363/6 Изд. 1129 Тираж 575 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 и полученный продукт реакции извлекают из среды и/или, если требуется, превращают в соль или эфир с последующим солеобразованием или продукт реакции подвергают этерификации, после чего выделяют известными приемами.

2. Способ по п. 1, отл ич а ющийся тем, что водный раствор, содержащий цефалоспорин С, обрабатывают по крайней мере 1,5 молями, предпочтительно 2 — 15 молями, декетена или хлорангидрида формулы R — СΠ— Cl на

1 моль цефалоспорина С при рН=7 — 9, предпочтительно при рН=8, и температуре раст5 вора от — 25 до +50"-С, предпочтительно от — 10 до +40 С.

3. Способ по пп. 1 или 2, отличающийся тем, что А представляет собой ацетоацетил-, капринил-, лауринил- или ундецинилгруппу.